群体与进化遗传分析

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1、第十四章群体与进化遗传分析第十四章群体与进化遗传分析教学目的和要求：掌握生物进化的遗传基础，群体遗传平衡及其影响因素，新基因的来源和物种形成机制。教学重点和难点：群体遗传平衡及其影响因素。教学内容：第一节群体的遗传结构一．孟德尔群体和基因库二．群体的基因频率与基因型频率第二节Hardy-Weinberg定律一．Hardy-Weinberg定律的内容二．平衡群体的基本特征及其应用三．χ2检验抽样群体中基因型频率的平衡四．复等位基因的遗传平衡五．伴性基因的遗传平衡第二节影响群体遗传平衡的因素一．基因突变与选择二．迁移三．遗传漂变四．非随机交配第三节生物进化和新基因的起源途径一．分子进化现象二．生

2、物进化理论三．新基因起源的途径第四节物种形成的机制一．物种二．物种形成的生殖隔离机制三．物种形成的遗传机制四．人工促进生物进化的途径第十四章群体与进化遗传分析第一节群体的遗传结构一．孟德尔群体和基因库1.孟德尔群体(population)：特定的地区内一群能相互交配繁殖后代的个体所组成的群体称为一个孟德尔群体，简称群体。群体可能是一个品系、一个品种、一个变种、一个亚种、甚至一个物种所有个体的总和。2.基因库(genepool)：一个孟德尔群体所包含的基因总数称为一个基因库。3.随机交配（randommating）：是指在一个有性繁殖的生物群中，一种性别的任何一个个体与其相反性别的个体交配的机

3、会均等（或概率相同），即任何一对雌雄个体的结合是随机的，不受任何其它因素的影响。二．群体的基因频率与基因型频率1.群体遗传结构：指孟德尔群体中的基因及基因型的种类和频率。2.基因频率（genefrequency）：又叫等位基因频率（allelesfrequency），是指一个群体内特定基因座上某一等位基因占该座位全部等位基因总数的比率，即该等位基因在群体内出现的概率。3.基因频率是决定一个群体性质的基本因素，当环境条件和遗传结构不变时，一个群体某一基因座的基因频率是相对恒定的。不同群体中同一基因座的基因频率往往不同。如，有的牛群大多数有角，而有的牛群几乎全无角。4.基因频率的表示方法：有小数

4、或百分数两种。同一座位各等位基因频率之和为1或100%。基因频率的变化范围在0～1之间，无负值。5.基因型频率（genotypefrequency）：指群体中某相对性状的某一基因型占该相对性状所有基因型的比率，或某一相对性状的某一基因型在群体中出现的概率。Ø基因频率和基因型频率估算如：现有497个个体的群体，其基因型分别为：BB=452，Bb=43和bb=2。它们的基因型频率分别是：D=f(BB)=452/497=0.909，H=f(Bb)=43/497=0.087，R=f(bb)=2/497=0.004合计：D+H+R=1.000基因频率p=f(B)=(2×BB＋Bb)/(2×个体总数)=

5、(2×452+43)/(2×497)=947/994=0.953q=f(b)=(2×2＋43)/(2×497)=47/994=0.047合计：p+q=1.000或者用基因型频率推算基因频率p=f(B)=(BB的频率+1/2Bb的频率)=0.909+0.087×0.5=0.909+0.0435=0.953q=f（b）=（bb的频率+1/2Bb的频率）=0.004+0.087×0.5=0.004+0.0435=0.047复等位基因的基因频率第十四章群体与进化遗传分析牛奶草甲虫葡萄糖磷酸变位酶（PGM）座位上有3个等位基因，每个等位基因编码了酶的不同分子变异体，在一个群体中基因型的数目如下：AA=

6、4，AB=41，BB=84，AC=25，BC=88，CC=32，共计274个甲虫。它们的等位基因频率是：f(A)=p=(2×4+41+25)/2×274=0.135f(B)=q=(2×84+41+88)/2×274=0.542f(C)=r=(2×32+88+25)/2×274=0.323合计：p+q+r=1.000Ø基因频率和基因型频率间的关系（以一对等位基因为例）设某一基因座上有一对等位基因：A和a这对等位基因的频率分别为：pq由这对等位基因构成的基因型有：AAAaaa各基因型的个体数为：D’H’R’由这三种基因型构成的群体总数为：N=(D’+H’+R’）则各基因型频率分别为：D=D’/N

7、，H=H’/N，R=R’/NN个个体所包含的基因总数为：2N对伴性基因而言，可分成雌、雄两个群体来考查。对雄异型生物来说，雌性群体中基因频率与基因型频率的关系与常染色体上基因一样；雄性群体中，基因频率就等于基因型频率。雌异型生物的情况则刚好相反。第二节Hardy-Weinberg定律一．Hardy-Weinberg定律的内容遗传平衡定律:英国数学家Hardy和德国医生Weinberg经过各自独立的研究，于19